在萊陽前線，黃國梁令全體參戰軍官（包括他自己）簽下軍令狀“攻必克，戰必勝，退後一步者，頭顱送至青島”。

8日，國軍攻克薑山，9日，攻克保駕山，10日，在水溝頭遭遇共軍韋國清二縱頑強阻擊，戰鬥熾熱；許世友得知54軍主力已離開海陽，及第8軍榮1師北上後，急令作為預備隊的聶鳳智九縱西進增援二縱。

12日，九縱到達水溝頭，戰況愈發白熱化；

成鈞七縱自3日總攻萊陽，至12日晨，已佔領萊陽大半城區，54軍胡翼烜團雖傷亡大半，但堅守團部核心陣地，成鈞多次招降，皆被胡翼烜堅拒，而七縱三個師傷亡達八千人，成鈞本人負傷，該縱隊元氣大傷，已無力再戰。時54軍主力已全部撤離海陽，陸續在青島登陸，許世友遂令周志堅十三縱兵分兩路，高銳37師接替七縱繼續圍攻胡翼烜106團（該師在國軍進軍膠東之前，即負責駐守萊陽），周志堅率其餘38、39兩師增援二縱、九縱。

高銳師自12日午後對胡翼烜團展開總攻，血戰至13日午後，胡翼烜團已不足200人，但共軍傷亡慘重，許世友又令周志堅親率縱隊山炮連至萊陽助戰；

13日深夜，闕漢騫率領54軍主力及榮1師到達水溝頭，共軍二縱、九縱遂放棄陣地，向北撤退。

14日清晨，共軍終於佔領胡翼烜團部，胡翼烜率領官兵17名殺出重圍，此後便在共軍包圍圈內遊擊作戰，因其突圍時攜帶了步話機，因而可將共軍兵力部署情況及時通告其軍長闕漢騫。

國軍隨後調整作戰標的，由增援萊陽改為重占萊陽。以闕漢騫54軍全軍及榮1師為主攻，劉鎮湘64軍及74軍57師為第二梯隊，繼續向北猛攻，共軍三個縱隊八個師及地方武裝兩個團，且戰且退，16日，撤至萊西以北之封家泊，共軍不再後退，戰況慘烈已極。

18日，在54軍胡翼烜團以一當十，力戰不屈的激勵下，范漢杰與前線各將領商討後，一致決定，國軍作戰目標修正為：擊潰共軍主力。

19日拂曉，54軍對共軍十三縱38師、39師防守的萊陽西南面的制高點將軍頂地區展開猛攻，戰至20日下午，共軍不支，周志堅遂率高銳37師自萊陽馳援，戰況愈加慘烈，雙方寸土必爭，血戰至25日傍晚，共軍終於無法堅持，許世友電令周志堅留37師殿后，逐次撤退，放棄萊陽。

當日晚間，蔣介石電告范漢杰：闕漢騫第54軍調防山海關，劉鎮湘第64軍調往蘇北戰場。

26日清晨，參加萊陽戰役的國軍各部，逐次向南撤退，國軍膠東第一兵團的最後一戰遂告結束。此戰，參戰國軍總傷亡約1萬人，共軍約傷亡3萬人。